اللمس المتعدد

يسبق استخدام تقنية الشاشات اللمسية كلاً من تقنية اللمس المتعدد والحاسوب الشخصي. فقد جرب رواد صناعة أجهزة المزج الموسيقي والآلات الإلكترونية، مثل هيو لو كاين وروبرت موغ، استخدام مستشعرات السعة الحساسة للمس للتحكم في الأصوات الصادرة عن آلاتهم. ^{[ 12 ]} بدأت شركة IBM بتصنيع أولى الشاشات اللمسية في أواخر الستينيات. وفي عام 1972، أصدرت شركة Control Data حاسوب PLATO IV، وهو جهاز طرفي يعمل بالأشعة تحت الحمراء يُستخدم لأغراض تعليمية، ويعتمد على نقاط لمس فردية في واجهة مستخدم مكونة من 16×16 نقطة. كانت هذه الشاشات اللمسية المبكرة تسجل نقطة لمس واحدة فقط في كل مرة. ولذلك، كانت لوحات المفاتيح على الشاشة (وهي ميزة معروفة اليوم) صعبة الاستخدام، إذ لم يكن من الممكن الضغط على مفتاح Shift أثناء الكتابة. ^{[ 13 ]}

ومن الاستثناءات على ذلك لوحة مفاتيح/شاشة لمس متعددة قابلة لإعادة التكوين تعمل بتقنية "الأسلاك المتقاطعة" تم تطويرها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في أوائل سبعينيات القرن العشرين ^{[ 14 ]} وشاشة اللمس السعوية متعددة الأزرار ذات 16 زرًا التي تم تطويرها في سيرن عام 1972 للتحكم في مسرع البروتونات العملاق الذي كان قيد الإنشاء. ^{[ 15 ]}

في عام 1976، طُوِّرت في مركز سيرن شاشة سعوية جديدة ثنائية الأبعاد (xy) ، استنادًا إلى شاشات اللمس السعوية التي طوّرها مهندس الإلكترونيات الدنماركي بنت ستومبي عام 1972. ^{[ 1 ] [ 17 ]} استُخدمت هذه التقنية، التي تتيح تحديد مواقع نقاط اللمس بدقة، لتطوير نوع جديد من واجهات التفاعل بين الإنسان والآلة (HMI) لغرفة التحكم في مُسرِّع الجسيمات سوبر بروتون سينكروترون. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} في مذكرة مكتوبة بخط اليد بتاريخ 11 مارس 1972، ^{[ 21 ]} قدّم ستومبي حله المقترح - شاشة لمس سعوية مزودة بعدد ثابت من الأزرار القابلة للبرمجة. كان من المفترض أن تتكون الشاشة من مجموعة من المكثفات المحفورة في طبقة رقيقة من النحاس على لوح زجاجي، حيث صُمِّم كل مكثف بحيث يؤدي وجود موصل مسطح قريب، مثل سطح الإصبع، إلى زيادة سعته بشكل ملحوظ. كان من المفترض أن تتكون المكثفات من خطوط دقيقة محفورة في النحاس على لوح زجاجي - دقيقة بما يكفي (80 ميكرومتر) ومتباعدة بما يكفي (80 ميكرومتر) بحيث تكون غير مرئية. ^{[ 22 ]} في الجهاز النهائي، منع طلاء بسيط من الورنيش الأصابع من لمس المكثفات فعليًا. في العام نفسه، وصف معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لوحة مفاتيح برسومات متغيرة قادرة على استشعار اللمس المتعدد. ^{[ 14 ]}  

في أوائل ثمانينيات القرن العشرين، كان فريق أبحاث الإدخال بجامعة تورنتو من أوائل الفرق التي استكشفت الجانب البرمجي لأنظمة الإدخال متعددة اللمس. ^{[ 23 ]} استخدم نظامٌ طُوِّر عام 1982 في جامعة تورنتو لوحةً زجاجيةً مصنفرةً مزودةً بكاميرا خلفها. عند الضغط بإصبع أو عدة أصابع على الزجاج، كانت الكاميرا ترصد الحركة على شكل نقطة سوداء أو أكثر على خلفية بيضاء، ما يسمح بتسجيلها كإدخال. ولأن حجم النقطة كان يعتمد على قوة الضغط (مدى قوة الضغط على الزجاج)، كان النظام حساسًا للضغط إلى حد ما. ^{[ 12 ]} والجدير بالذكر أن هذا النظام كان مخصصًا للإدخال فقط، ولم يكن قادرًا على عرض الرسومات.

في عام 1983، نشرت مختبرات بيل في موراي هيل دراسة شاملة حول واجهات الشاشة اللمسية، مع أنها لم تذكر استخدام عدة أصابع. ^{[ 24 ]} وفي العام نفسه، كان لنظام الفيديو "Video Place/Video Desk" الذي ابتكره مايرون كروجر، والذي يعتمد على الفيديو، تأثيرٌ كبير في تطوير إيماءات اللمس المتعدد، مثل تكبير/تصغير الشاشة، على الرغم من أن هذا النظام لم يكن يدعم التفاعل باللمس. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

بحلول عام 1984، كان لدى كل من مختبرات بيل وجامعة كارنيجي ميلون نماذج أولية عاملة لشاشات اللمس المتعددة - للإدخال والرسومات - قادرة على الاستجابة التفاعلية لمدخلات الأصابع المتعددة. ^{[ 27 ] [ 28 ]} اعتمد نظام مختبرات بيل على الاقتران السعوي للأصابع، بينما كان نظام جامعة كارنيجي ميلون بصريًا. في عام 1985، تم عرض إيماءة التكبير/التصغير باللمس المتعدد، مع رسومات منسقة، على نظام جامعة كارنيجي ميلون. ^{[ 29 ] [ 30 ]} في أكتوبر 1985، وقّع ستيف جوبز اتفاقية عدم إفصاح لزيارة مختبر Sensor Frame متعدد اللمس التابع لجامعة كارنيجي ميلون. ^{[ 31 ]} في عام 1990، قام سيرز وآخرون... نُشرت مراجعة للأبحاث الأكاديمية حول تفاعل الإنسان مع الحاسوب عبر شاشات اللمس أحادية ومتعددة اللمس في ذلك الوقت، واصفةً إيماءات اللمس الأحادي مثل تدوير المقابض، وتمرير الشاشة لتفعيل مفتاح (أو إيماءة على شكل حرف U لمفتاح تبديل)، ولوحات مفاتيح اللمس (بما في ذلك دراسة أظهرت أن المستخدمين يمكنهم الكتابة بسرعة 25 كلمة في الدقيقة على لوحة مفاتيح اللمس مقارنةً بـ 58 كلمة في الدقيقة على لوحة المفاتيح العادية، مع افتراض أن اللمس المتعدد يُحسّن سرعة إدخال البيانات)؛ كما وُصفت إيماءات اللمس المتعدد مثل تحديد نطاق من سطر، وتوصيل العناصر، وإيماءة "النقر مع الضغط" للاختيار مع الحفاظ على الموقع بإصبع آخر. ^{[ 32 ]}

في عام 1991، طوّر بيير ويلنر هذا الموضوع بنشره عن "المكتب الرقمي" متعدد اللمس، الذي يدعم حركات اللمس المتعددة والضغط. ^{[ 33 ] [ 34 ]} وقد قامت شركات مختلفة بتطوير هذه الاختراعات في بداية القرن الحادي والعشرين.

بين عامي 1999 و2005، طورت شركة Fingerworks تقنيات متعددة اللمس، بما في ذلك لوحات مفاتيح Touchstream ولوحة iGesture Pad. في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، نشر آلان هيدج ، أستاذ العوامل البشرية وبيئة العمل في جامعة كورنيل، عدة دراسات حول هذه التقنية. ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]} في عام 2005، استحوذت شركة آبل على Fingerworks وتقنيتها متعددة اللمس. ^{[ 38 ]}

في عام 2001، بدأت مايكروسوفت تطوير منصة اللمس المكتبية الخاصة بها، مايكروسوفت بيكسل سينس (المعروفة سابقًا باسم سيرفس)، والتي تتفاعل مع كل من لمسة المستخدم وأجهزته الإلكترونية، وأصبحت تجارية في 29 مايو 2007. وبالمثل، في عام 2001، بدأت مختبرات أبحاث ميتسوبيشي إلكتريك (MERL) في تطوير نظام متعدد اللمس ومتعدد المستخدمين يسمى دايموند تاتش .

في عام 2004، طورت شركة JazzMutant الفرنسية الناشئة جهاز Lemur Input Device ، وهو جهاز تحكم موسيقي أصبح في عام 2005 أول منتج تجاري مزود بشاشة شفافة متعددة اللمس، مما يسمح بالتحكم المباشر بعشرة أصابع على الشاشة. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

في يناير 2007، أصبحت تقنية اللمس المتعدد شائعة مع إطلاق هاتف آيفون ، حتى أن شركة آبل صرّحت في إعلانها عن آيفون بأنها "ابتكرت تقنية اللمس المتعدد". ^{[ 41 ]} ومع ذلك، فإن كلاً من الوظيفة والمصطلح أقدم من الإعلان أو طلبات براءات الاختراع، باستثناء مجال شاشات الهواتف المحمولة السعوية، الذي لم يكن موجودًا قبل تقنية Fingerworks/Apple (قدمت Fingerworks طلبات براءات اختراع في الفترة من 2001 إلى 2005، ^{[ 42 ]} وحصلت Apple على براءات اختراع للتحسينات اللاحقة لتقنية اللمس المتعدد ^{[ 43 ]} ).

ومع ذلك، أعلن مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي أن وظيفة "الضغط للتكبير" تم التنبؤ بها بواسطة براءة الاختراع الأمريكية رقم 7,844,915 ^{[ 44 ] [ 45 ]} المتعلقة بالإيماءات على شاشات اللمس، والتي قدمها بران فيرين ودانيال هيليس في عام 2005، وكذلك التمرير بالقصور الذاتي، ^{[ 46 ]} وبالتالي أبطلت ادعاءات رئيسية لبراءة اختراع أبل.

في عام 2008، أصبح جهاز Diamondtouch منتجًا تجاريًا، وهو يعتمد أيضًا على تقنية السعة الكهربائية، ولكنه قادر على التمييز بين عدة مستخدمين في وقت واحد، أو بالأحرى، بين الكراسي التي يجلس عليها كل مستخدم أو بين سطح الأرضية الذي يقف عليه. وفي عام 2007، طرحت مختبرات NORTD نظامها مفتوح المصدر CUBIT (متعدد اللمس) .

في عام 2009، أضاف نظام أندرويد 2.0 دعمًا للمس المتعدد. ^{[ 47 ]} كما أضاف نظاما ويندوز 7 وويندوز موبايل 6.5 في عام 2009 دعمًا للمس المتعدد. ^{[ 48 ]}

أصبحت الأجهزة الصغيرة التي تعمل باللمس شائعة بسرعة في عام 2008. وكان من المتوقع أن يرتفع عدد الهواتف ذات الشاشة التي تعمل باللمس من 200 ألف هاتف تم شحنها في عام 2006 إلى 21  مليون هاتف في عام 2012. ^{[ 49 ]}

في مايو 2015، حصلت شركة آبل على براءة اختراع لـ "لوحة مفاتيح مدمجة"، والتي تحول المفاتيح المادية الفردية إلى أزرار متعددة اللمس. ^{[ 50 ]}

تشمل التقنيات السعوية ما يلي : ^{[ 57 ]}

• تقنية السعة السطحية أو التصوير بالمجال القريب (NFI)
• اللمس السعوي المُسقط (PCT)
  • السعة المتبادلة
  • السعة الذاتية
• مكثف داخل الخلية

تشمل التقنيات المقاومة ما يلي : ^{[ 57 ]}

• المقاومة التناظرية
• المقاومة الرقمية أو المقاومة داخل الخلية

تعتمد تقنية اللمس البصري على تقنية مستشعرات الصور . وتعمل هذه التقنية عندما يلمس إصبع أو جسم ما السطح، مما يؤدي إلى تشتت الضوء، ويتم التقاط انعكاسه بواسطة مستشعرات أو كاميرات ترسل البيانات إلى برنامج يحدد الاستجابة للمس، وذلك بناءً على نوع الانعكاس المقاس.

تشمل التقنيات البصرية ما يلي: ^{[ 57 ]}

• التصوير البصري أو تقنية الأشعة تحت الحمراء
• الإضاءة الخلفية المنتشرة (DI) ^{[ 58 ]}
• تقنية الشبكة بالأشعة تحت الحمراء (المصفوفة الضوئية) أو تقنية اللمس الموجي الرقمي (DWT) أو الموجه الضوئي بالأشعة تحت الحمراء
• الانعكاس الداخلي الكلي المحبط (FTIR)
• الإضاءة السطحية المنتشرة (DSI)
• طائرة ضوء الليزر (LLP)
• بصري داخل الخلية

تشمل التقنيات الصوتية والموجات الراديوية ما يلي: ^{[ 57 ]}

• الموجة الصوتية السطحية (SAW)
• تقنية اللمس الموجي المنحني (BWT)
  • اللمس بإشارة التشتت (DST)
  • التعرف على النبضات الصوتية (APR)
• تقنية اللمس الحساسة للقوة

قبل سنوات من أن يصبح منتجًا استهلاكيًا قابلاً للتطبيق، صورت الثقافة الشعبية الاستخدامات المحتملة لتقنية اللمس المتعدد في المستقبل، بما في ذلك في العديد من أجزاء سلسلة ستار تريك .

في فيلم الخيال العلمي "ترون" من إنتاج ديزني عام 1982 ، ظهر جهاز مشابه لجهاز مايكروسوفت سيرفس. كان يشغل مكتب المدير التنفيذي بالكامل وكان يستخدم للتواصل مع جهاز الكمبيوتر الرئيسي للتحكم .

في فيلم " تقرير الأقلية" الذي صدر عام 2002 ، يستخدم توم كروز مجموعة من القفازات التي تشبه واجهة اللمس المتعدد لتصفح المعلومات. ^{[ 59 ]}

في فيلم "الجزيرة" الذي صدر عام 2005 ، ظهر شكل آخر من أشكال الكمبيوتر متعدد اللمس، حيث يمتلك الأستاذ، الذي يؤدي دوره شون بين ، سطح مكتب متعدد اللمس لتنظيم الملفات، استنادًا إلى نسخة مبكرة من مايكروسوفت سيرفس.(لا ينبغي الخلط بينها وبين أجهزة الكمبيوتر اللوحية التي تحمل هذا الاسم الآن).

في عام 2007، قدم المسلسل التلفزيوني CSI: Miami شاشات اللمس المتعددة السطحية والجدارية في موسمه السادس.

يمكن رؤية تقنية اللمس المتعدد في فيلم جيمس بوند لعام 2008 بعنوان "كم من العزاء" ، حيث يستخدم جهاز الاستخبارات البريطاني MI6 واجهة تعمل باللمس لتصفح المعلومات المتعلقة بالمجرم دومينيك غرين. ^{[ 60 ]}

في فيلم "اليوم الذي توقفت فيه الأرض" الذي صدر عام 2008 ، تم استخدام جهاز مايكروسوفت سيرفس. ^{[ 61 ]}

يستخدم المسلسل التلفزيوني NCIS: Los Angeles ، الذي عُرض لأول مرة في عام 2009، أسطحًا متعددة اللمس وألواحًا جدارية كمبادرة للتحول الرقمي.

في إحدى حلقات مسلسل The Simpsons التلفزيوني عام 2008 ، تسافر ليزا سيمبسون إلى المقر الرئيسي لشركة Mapple تحت الماء لزيارة ستيف موبس، الذي يظهر وهو يقوم بإيماءات متعددة اللمس باليد على جدار كبير يعمل باللمس.

في فيلم " المنطقة 9" الذي صدر عام 2009، تتميز واجهة التحكم في سفينة الفضائيين بتقنية مماثلة. ^{[ 62 ]}